壓力場分析的案例
碳化硅冶煉爐壓力場求解分析
碳化硅冶煉爐與傳統的材料合成爐類似，但是四壁密封前期模擬一直存在一個問題，如采用四壁密封邊界溫度場符合要求，但是爐內壓力出現負壓，這說明此類邊界設置還是有問題。
本期采用多孔介質模型，將爐體頂部設置為壓力出口，熱源上部至頂部區域為多孔過渡區域。
頂部使用fluent的pressure-outlet邊界條件
溫度場
壓力場
全新壓力場傳聲器系列——壓力之下，表現尤佳
為了幫助工程師和聲學專家在日常任務中進行準確的測量，Brüel & Kj?r開發了一款堅固耐用且可靠的?英寸CCLD壓力場傳聲器——4971-H-041型。
該新版本是?英寸預極化壓力場傳聲器系列（4971型）和?英寸高溫恒流源線驅動（CCLD）前置放大器的組合，可連接CCLD輸入模塊，從而確保所有測量都可以使用通用數據采集系統。
4971-H-041型傳聲器針對壓力場的應用進行了優化，例如與耦合器配合測量接近音頻設備的出聲口聲音或齊平安裝測量。
它還可用于隨機入射測量和90°入射的自由場測量，這使它非常適合測量火車或飛機等移動物體，因為即使物體在移動，頻響特性也保持不變。
此款傳聲器的寬頻率范圍（5Hz至20kHz，±2dB），高動態范圍（20dB（A）至146dB）以及對惡劣、不可預測的環境的抵抗力，也使其適用于電信、電聲、汽車等領域的零部件測試和航空航天業。
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展開 壓力容器內的熱-流多物理場耦合數值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關閉B口，關閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內的速度場、溫度場和壓力場的動態變化分布。仿真結果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif" title="Untitled1-速度.gif" alt="Untitled1-速度.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?
展開 ls-dyna模擬流場壓力梯度（靜水壓） ￥30
靜水壓數值模擬
k文件見附件
S-ALE模擬波浪環境下流場的壓力梯度 ￥88
附件K文件為基于S-ALE模擬波浪環境中流場梯度的設置
上圖分別為頁面運動情況以及流場的壓力梯度云圖，S-ALE通過邊界的設定與流場壓力的組合模擬了在波浪環境下流暢的壓力梯度。基于此可以進行研究其他在波浪環境下與梯度相關的數值模擬。
基于ANSYS/CFX漸加速雙螺桿設計及三維流場分析
根據假設流體不可被壓縮，在流道中的運動可以當作層流，忽略慣性力和體積力，簡化方程為：
冪律流體本構方程為：
τ=μΥn, (6)
式中：
V——速度矢量，m/s;
Vx、Vy、Vz——x、y、z軸的速度分量，m/s;
τij——直角坐標系下剪切應力的矢量(下角標i,j分別表示為x,y軸);
P——靜壓力，Pa;
Υ——剪切速率，s-1;
μ——物料黏度，Pa·s;
n——冪律指數。
聯立式(2)～式(6)即可得出流道的壓力場和速度場。
3 流場特性分析
3.1 壓力場分析
螺桿的壓力場可以直觀地表達出螺桿的壓力分布。螺桿左側為進料口，右側為出料口，由圖4可以看出，兩種螺桿的壓力都是沿著物料擠出方向逐漸增加，在出料口處壓力達到最大，這符合螺桿擠出原理。
普通雙螺桿壓力分布均勻，且邊界處規整，說明物料在螺桿的作用下被均勻擠出且不存在回流。而漸加速型螺桿整體壓力則是先緩慢增加后急劇增加且壓力邊界位置呈波浪形，先緩慢增加是由于嚙合塊的加入，捏合塊本身沒有建壓能力，只能通過普通輸送段提供的擠出力才能將物料向前推進，這就導致物料能夠在加速轉動的捏合塊處得到充分的混合和剪切。后急劇增加是由于物料在被運輸到加速輸送段時，螺桿轉速變大，建壓能力增強，物料被快速擠出。壓力邊界呈波浪形是因為出現了物料回流，導致物料被重復剪切，提高物料的混合性能。螺桿出料口和進料口的壓力差可以反映一個螺桿運輸能力的強弱，從圖4螺桿不同顏色的對應壓力值可以計算得出，普通螺桿的壓力差為4.447 MPa, 而漸加速型螺桿的壓力差為12.362 MPa, 可以判定漸加速螺桿的運輸能力強于普通螺桿。
展開 精沖壓力機與普通壓力機在沖壓加工中的不同之處分析
那么， 精沖壓力機與普通壓力機相比有什么不同呢？
1.精沖壓力機機身梢度高，剛性好.一般都采用四柱式框架結構和有預應力的滾動導軌。
2.精沖壓力機除有滑塊之外，還設有壓邊和反壓邊裝置，其壓力可分別調整。
3.精沖的沖裁速度一般為3-15mm/min，一般比普通壓力機低1/3一1/2.
4.有封閉商度調節機構，其調節精度為士0.1mm，用以保證制品質量和正常的模具壽命。
5.精沖壓力機多設有校平、自動送料、帶料潤滑、廢料切斷等輔助設施。
精沖壓力機能沖裁出具有光潔平直剪切面的精密沖裁件，也可以進行沖裁一彎曲、沖裁一擠壓、沖裁一拉深等復合工序。精沖壓力機有機械傳動和液壓傳動兩種形式。
展開 DrillWorks——地層孔隙壓力和破裂壓力預測和分析工具
美國知信系統公司（Knowledge Systems, Inc.）發展的DrillWorks/PREDICT 計算機軟件系統是目前石油工業界技術含量最高，功能最強的地層孔隙壓力和破裂壓力預測和分析工具。這套系統可用于地層壓力的鉆前預測、隨鉆監測和鉆后檢 測。通過使用這套系統，用戶可以準確地預測地層壓力，減少鉆井成本，從而提高石油公司和服務公司的經濟效益。通常，由于地層壓力預測不準而帶來的問題，使 工業界每年消耗20億美元的額外費用。異常地層壓力帶來的潛在危險包括：井眼報廢、漏失、井噴、井壁失穩、卡井、地層污染、多余套管和泥漿費用增加。以海 洋平臺（每日費用介于5萬美元至25萬美元）為例，處理由于異常地層壓力導致的井控問題，即使耽誤幾天，也會對整口井的費用有相當大的影響。如果地層的孔 隙壓力高于預測值，為了安全鉆井我們可能會下額外的技術套管，其費用可超過百萬美元。比費用更令人擔心的是工程施工人員的安全。因為，對地層壓力預測不 準，可能導致火災和井噴。總而言之，地層壓力預測不準帶來的后果，無論對施工費用和人身安全，都非常嚴重。
有了DrillWorks/PREDICT軟件輔佐，用戶可以在油井、氣井的三個重要階段確定地層壓力：（1）鉆井規劃階段，（2）鉆井過程實時監測， （3）鉆井后的油藏分析。在鉆井規劃階段，準確地預測鉆前地層壓力可以有效地降低鉆井成本，因為地層壓力的大小控制著一口井的主要費用，這些費用表現在套 管鞋深度、井眼尺寸、套管數目、泥漿和水力學的選擇。鉆井過程中地層壓力的實時監測可以避免井涌和卡鉆，延伸套管鞋深度，減少套管數目。鉆井后地層分析可 以對油藏評估提供嶄新的視野。軟件配備的數據庫能行之有效地捕捉地層壓力和鉆井經驗，為未來的鉆井施工提供寶貴信息。
DrillWorks/PREDICT是世界上用得最多的地層壓力預測分析軟件。
展開 矢量分析和場論 附矢量分析與場論文檔下載
散度為零，說明是無源場；散度不為零時，則說明是有源場（有正源或負源）。
散度的數學定義：在連續可微的矢量場A中，對于包含某一點(x, y, z)的小體積ΔV，其閉合曲面為S，定義矢量場A通過S的凈通量與ΔV之比的極限：
為矢量場A在該點的散度 (divergence of A)。
環量和旋度
▎環量 Circulation
環量的定義：設有矢量場A(M)，則沿場中某一封閉的有向曲線l的曲線積分
叫做次矢量按積分所取方向曲線l的環量。
▎旋度 Curl
旋度的運算對象是向量，運算出來的結果是向量。
旋度是矢量；其物理意義為環量密度，可以從斯托克斯公式里理解。旋度為零，說明是無旋場；旋度不為零時，則說明是有旋場。
物質導數
▎物質導數 Material Derivative
物質導數的定義：Rate of change within a particular materialpoint (whose spatial coordinates vary with time).
下載地址：矢量分析與場論
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定義求解選項
9.4.5 生成解
第10章 二維溫度場分析
10.1 二維熱分析理論基礎
10.2 二維溫度場邊界條件
10.2.1 強加溫度（Enforce Temperature）
10.2.2 表面熱流密度（Surface Heat Flux）
10.2.3 熱對流（Convection）
10.2.4 輻射（Radiation）
10.3 〖例10.1〗帶有集中熱源絕緣棒的溫度場分析
10.3.1 問題分析與解析解
10.3.2 Maxwell 2D溫度場仿真分析
10.4 〖例10.2〗導電棒的溫度場分析
10.4.1 問題描述與解析解
10.4.2 Maxwell 2D溫度場仿真分析
10.5 〖例10.3〗方形截面導體溫度場計算檢驗
10.5.1 建立Maxwell 2D工程項目
10.5.2 創建2D模型
10.5.3 設定材料屬性
10.5.4 設定邊界條件和激勵源
10.5.5 求解
10.5.6 分析求解結果及檢查能量守恒
10.6 〖例10.4〗單一導體溫度場分析
10.6.1 建立Maxwell 2D工程項目
10.6.2 創建2D模型
10.6.3 設定材料屬性
10.6.4 設定熱邊界條件和激勵源
10.6.5 求解
10.6.6 結果分析
10.7 〖例10.5〗線圈溫度場分析
10.7.1 問題分析
10.7.2 Maxwell 2D仿真過程
第11章 二維參數化電磁場分析
11.1 〖例11.1〗螺線管電磁閥的參數化求解
展開 旋轉機械 流場分析｜基于STARCCM+的多翼離心風機流場分析
圖4 進口網格
圖5 葉輪網格
圖6 蝸殼網格
圖7 整體網格
計算的邊界條件為：進口設置為流量進口，出口邊界設置為壓力出口（靜壓為0Pa），旋轉區域建立參考坐標系(Reference Frames)，其中旋轉中心為[0,0,0]，旋轉軸為[0,0,1]，旋轉速度為1000rpm。本文計算采用穩態分離隱式求解，湍流模型采用Realizable k-Epsilon Two-Layer模型，不考慮重力和熱量的影響。動量方程、湍動能方程、耗散方程的空間離散格式均采用二階離散格式。
04
流場分析
下面對設計工況下的風機內部流場進行分析。截取葉輪中間位置的 XY 截面與XZ 截面，網格如圖8所示。在XZ截面上建立速度矢量Vxz的流線分布，如圖10所示。從圖中可見流量大部分靠近蝸殼出口側流動，并且在蝸殼中形成了非常明顯的上下兩個二次渦流，這是蝸殼中主要損失之一。其主要的成因是軸向上流動分布不均，造成上下壓力不平衡而形成的二次流動。在XZ截面上建立徑向速度的矢量分布圖，如圖11所示。徑向速度間接代表了葉輪進出口的流量分布。
展開 
某鋼鐵公司SDS脫硫反應器，進行熱風爐補熱溫度場分析及小蘇打顆粒的氣固兩相流分析，研究其溫度場和顆粒混合的均勻性 ￥20
本案例為某鋼鐵有限公司2×600t/d石灰雙膛窯SDS脫硫反應器，脫硫工藝采用鈉基干法脫硫+布袋除塵器方案；本次模擬主要有兩個目的：（1）由于冬季SDS反應器內煙氣溫度較低（約70℃），需通過熱風爐將煙氣加熱至約150℃，因此，需對熱風爐后的溫度場進行模擬，并添加合適導流形式，以保證在短距離內可實現溫度的均勻分布；（2）小蘇打噴槍沿煙道徑向垂直深入，為保證均勻噴射，對噴射點及后續流場進行模擬，分析SDS反應器內小蘇打顆粒的分布狀態，并添加相應的擾流措施來確保小蘇打又好又快地與煙氣混合均勻。
模型建立
按照反應器所提供圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 SDS反應器模型
圖中in1為溫度場監測面，i1~i3為小蘇打顆粒分布監測面。
邊界條件
計算參數如下，q1煙氣量為113077m3/h，煙氣溫度為70℃。進口邊界條件為速度進口，進口速度為26.88m/s；q2煙氣量為26385m3/h，煙氣溫度為70℃。進口邊界條件為速度進口，進口速度為14.59m/s；熱風爐進口熱煙氣量可等同于約22317m3/h，進口速度為42.71m/s；小蘇打粉量63kg/h；出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用LES模型，壁面函數為標準壁面函數，固壁面設置為無滑移壁面。
展開 貢獻一本ansys流場分析的書《ANSYS13.0 FLOTRAN流場分析從入門到精通》
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前言
第1章 FLOTRAN流體分析概述
1.1 FLOTRANCFD分析的概念
1.2 FLOTRAN分析類型
1.2.1 層流分析
1.2.2 湍流分析
1.2.3 熱分析
1.2.4 可壓縮流動分析
1.2.5 非牛頓流動分析
1.2.6 多組份傳輸分析
1.2.7 自由表面分析
第2章 FLOTRAN分析的基本原理
2.1 FLOTRAN單元的特點
2.1.1 FLUIDl41單元
2.1.2 FLUIDl42單元
2.2 FLOTRAN單元的局限性
2.3 FLOTRAN分析步驟
2.3.1 確定問題的區域
2.3.2 確定流體的狀態
2.3.3 生成有限元網格
2.3.4 施加邊界條件
2.3.5 設置FLOTRAN分析參數
2.3.6 求解
2.3.7 檢查結果
2.4 FLOTRAN單元相關文件
2.4.1 結果文件
2.4.2 打印文件
2.4.3 殘差文件
2.4.4 重啟動文件
2.4.5 FLOTRAN重啟動分析（續算）
2.5 提高收斂性和穩定性的常用的工具
2.5.1 松弛系數
2.5.2 慣性松弛
2.5.3 修正的慣性松弛
2.5.4 人工粘性
2.5.5 速度限制
2.5.6 面積積分階次
2.6 評價FLOTRAN分析
2.7 驗證結果
第3章 FLOTRAN流體的基本屬性
3.1
展開 應力場、應變場分析
圖4-42
4.4.2結果分析
（1）應力場分析
通過Mises等效應力的分布，如圖4-41（b)可以考察切屑和工件的塑性流動，工件中最大等效應力主要集中在第一變形區和刀尖附近，工件材料在第一變形區經歷嚴重塑性剪切變形而形成切屑，由于接觸和摩擦，隨著切削的進行第一變形區逐漸擴大，在刀具尖端的前部應力等值線基本上是平行的，愈向兩邊應力值愈小。說明塑性流動在切屑起始彎曲部分的值最大，且向兩邊逐漸減小。
在切屑中主要為壓應力，其值在切屑彎曲處最大；在工件中，在刀具尖端前方為壓應力．在刀具尖端的附近及后下部為拉應力；在切屑與工件分離處應力值最大。在切屑、工件中，刀具尖端附近區域內的主應力都為拉應力。這正是切屑與工件分離所必需的，由此驗證模擬結果與事實相符。
（2）應變場分析
工件材料在第一變形區經歷嚴重的塑性變形，在切屑底部由于壓力和摩擦也產生較大塑性變形，導致切屑底部較切屑其它部分產生更大的塑性應變。
4.4前角與剪切角關系分析
（3）根據網格變形圖，并結合等效塑性應變等值線圖的分布，可以近似的量取到剪切角。
（4）基于以上的研究，選擇切削用量在0.5mm，通過改變刀具前角的值（-50、50、 150、200 ）完成相應的仿真實驗，對計算結果進行處理后得到的網格變形圖，可近似測得相應的剪切角，由此說明前角對剪切角的影響。仿真結果表明，當前角增大時，剪切角隨之增大。如圖4-42。
圖4-42
表4-1顯示了仿真結果與實驗結果的對比，可以發現數值間存在一定的誤差，但誤差較小，且數值變化的趨勢是正確的。實驗結果對仿真分析得到的前角與剪切角的關系給予了驗證。
展開 學好壓力容器分析設計的核心永遠是“分析”而非有限元軟件
達然不羈
仿真xiu專欄作者
目前壓力容器設計方法中，基于彈性失效準則的“規則設計”占據主導地位，也能夠解決絕大部分常規設備的設計任務，但隨著石油化工行業的發展，承壓設備越來越大型化和復雜化，在工程設計中，經常會遇到結構比較特殊，且缺少設計理論和設計方法的問題。
壓力容器分析設計的現狀與挑戰
近些年來，隨著數值方法尤其是有限元法的不斷發展和完善，基于有限元法和各種先進設計理論的發展研究，“分析設計”作為力學理論與工程實際緊密結合的產物，代表了近代設計的先進水平，在壓力容器行業中得到越來越廣泛的應用。
其一，分析設計可以解決規則設計無法解決的問題；
其二，分析設計采用更為符合實際的彈塑性失效準則和塑性失效準則，簡單來說，其先進性在設備設計上的優勢主要體現在可將原本粗大笨重的設備進一步的優化，能大大減少設備材料浪費，降低制造成本。
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